Samara Portal Technology, Computers

Самарский портал "Технологии, компьютеры"

Если на прошлой Cisco Expo 2009 актуальным был вопрос «Зачем Cisco пришла на рынок серверов?», то за прошедший год на него был получен положительный и исчерпывающий ответ. Однако и на конференции Cisco 2010 года не обошлось без интриги – это был приход Cisco на рынок энергетики. На пленарной сессии Лора Ипсен (Laura K. Ipsen), старший вице-президент Cisco Systems и генеральный менеджер подразделения по разработке решений Smart Grid выступила с докладом: «Cisco Smart Grid. Сквозная коммуникационная инфраструктура для сетей энергоснабжения». Было заявлено, что хотя Cisco не так давно работает в энергетике, но компания умеет хорошо учиться. В области телекоммуникаций Cisco тоже не очень давно, однако, является здесь лидером.

11 конференция Cisco Expo. Москва. 27-29 октября 2010 г. Фото: Владислав Бояров.

Первые мои впечатления об умной энергетике восходят к 1968 году. Тогда мои родители находились в длительной командировке в африканской стране, а мне повезло приехать к ним на школьные каникулы. Так вот, в подъездах домов этой африканской страны, недавно освободившейся от колониального ига, были кнопочки с лампочками, вроде тех, что установлены на лифтах или домофонах. Только функции этих кнопочек были другие – они включали свет в подъезде, а выключался он сам, примерно через то время, которое нужно, чтобы добраться от входной двери до квартиры или из квартиры до улицы. Прошло более 40 лет, но свет в российских подъездах по-прежнему горит ночи напролёт и коммунальные службы не собираются его экономить. Руководитель пресс-службы Cisco Александр Палладин упоминал об этом на пресс-конференции, приводя в качестве примера французские фильмы (собственно, и упоминавшаяся африканская страна была когда-то французской колонией). Возникает законный вопрос: если наши коммунальные службы не хотят применять даже известные десятилетиями способы оптимизации потребления электроэнергии, есть ли в России условия для внедрения инноваций в этой области? Мой ответ: не знаю. Известно, какие проблемы у нас были с проводной телефонией и интернетом, насколько сильно Россия (именно Россия, а не Москва) отставала по этому направлению, а вот появилась мобильная связь и 3G-модемы – и мы просто проскочили этап тотальной проводной телефонизации. Главный исполнительный директор Cisco Джон Чемберс полон по этому поводу оптимизма: «Подход Д. А. Медведева к стимулированию экономического развития России путём инноваций полностью совпадает с концепцией Cisco, которая гласит, что инновационное применение технологических решений может положительно сказаться на конкурентоспособности страны и её возможностях по созданию рабочих мест и повышению качества жизни своих граждан». Как говорила моя мама, дай бог нашему телёнку волка съесть. Возможно, мы сразу перейдём к ещё более умным системам, которые будут включать свет не во всём подъезде, а только на тех этажах, где находятся люди: ведь все эти 40 лет происходило удорожание энергии одновременно со снижением цен на всякого рода интеллектуальные устройства.

Россия является одной из первых стран, где Cisco внедряет Smart Grid, и большой ожидаемый эффект от внедрения связывают как раз с тем, что строиться инфраструктура будет с нуля, поэтому никакие унаследованные элементы, совместимость с которым требовалось бы обеспечивать, мешать не будут.

Какие же цели ставятся при внедрении Smart Grid? Прежде всего, это выравнивание потребления энергии, сглаживание пиков нагрузки на генерирующие мощности. Более ровный график потребления позволит не держать лишних резервов и обеспечит более полную среднюю загрузку оборудования. Здесь напрашивается аналогия с виртуализацией, позволяющей более равномерно распределять нагрузку между вычислительными мощностями и более полно нагружать эти мощности. Надо отметить, что задействование специальных генерирующих мощностей для производства электроэнергии в периоды пиковых нагрузок, увеличивает её себестоимость в 6-8 раз. И это увеличение, разумеется, включается в цену для конечного потребителя, так что прямой интерес всех граждан заключается в том, чтобы энергетические системы работали в оптимальном режиме. Здесь я хочу специально отметить, что «тупая» (или абсолютная) экономия энергии (за пренебрежение которой был бит Васисуалий Лоханкин) формально не входит в задачи Smart Grid, тем не менее, некоторая связь всё же имеется.

Кроме оптимизации на стороне потребления, Smart Grid помогает производителям электроэнергии более разумным способам распределять нагрузки между генерирующими мощностями, а предприятиям, распределяющим электроэнергию, также более эффективно обеспечивать взаимодействие между производителем и потребителем.

Что такое Smart Grid?

Теперь можно перейти к способу реализации этих благородных целей, то есть понять, с помощью каких технологических и организационных приёмов компания Cisco собирается проводить в жизнь свои планы.

Модель совместой работы в рамках Cisco Smart Grid.

Прежде всего, это разработка и перевод отрасли на открытые стандарты, позволяющие взаимодействовать оборудованию, производимому любыми вендорами. И здесь следует выделить общепринятые стандарты IP, беспроводную связь и адресацию по IPv6, позволяющую иметь собственный статический IP-адрес каждому датчику или исполнительному механизму. Очевидно, что без центров обработки данных, развитой среды передачи данных, локальных сетей с выходом в глобальную сеть, Smart Grid реализовать невозможно. Однако при наличии необходимой IP-среды появляется возможность создавать системы с обратной связью любого уровня, вплоть до отдельной розетки или электрического прибора. Сбор подробных данных позволит энергетическим службам принимать более обоснованные решения, а отдельным потребителям оптимизировать работу своих электроприборов. По отношению к потребителю энергетические компании смогут более эффективно проводить метод кнута и пряника: гибкую и динамичную систему тарифов, стимулирующую потребителя расходовать электроэнергию именно тогда, когда её проще всего предоставить поставщику. Например, чтобы стиральная или посудомоечная машина включалась не вечером, когда сети испытывают пиковые нагрузки, а глубокой ночью, когда энергопотребление минимально. Специалисты Cisco обращали внимание и на то, что для разных потребителей эффективны будут разные способы отображения информации об их энергопотреблении и рекомендациях поставщика: кому-то лучше показывать графики в окне браузера, а кому-то – панель с красной и зелёной лампочками.

Но домовладения – это только наглядный пример, начнётся внедрение Smart Grid с наиболее крупных потребителей (например, алюминиевые заводы).

Хочу отметить, что здесь не всё так просто. Во-первых, множество стиральных машин (в частности, та, что стоит у нас дома) не оборудованы таймером включения, а управляемая розетка тоже не поможет: необходимо нажать кнопку на самой машине. Во-вторых (по крайней мере, так считает моя жена), гладить бельё лучше всего сразу по окончанию цикла стирки и отжима, пока оно ещё не пересохло – в противном случае тратится как больше времени, так и электроэнергии, потребляемой утюгом. Всё это говорит о том, что изменения должны иметь сквозной характер и затрагивать разные стороны нашей жизни.

Михаил Хлопотов, системный инженер Cisco. Фото: Владислав Бояров.

Условно решения Cisco Smart Grid можно разбить на три категории: аппаратную, программную и организационную. Системный инженер Михаил Хлопотов сделал специальный доклад о специализированных маршрутизаторах и коммутаторах Cisco для управляющих сетей электроэнергетики. При этом он подчеркнул, что задача управления решается по всей электросети: от генерации энергии до её потребления конечными пользователями. Кроме того, расширяющееся использование альтернативных источников энергии требует коренного пересмотра устоявшихся стереотипов. Дело в том, что теперь потребитель может работать в реверсивном режиме, то есть в некоторые периоды становиться производителем и продавать свою энергию, поставляя её в общую сеть. Разумеется, такая ситуация требует больших изменений всех трёх вышеперечисленных категориях: аппаратура должна синхронизировать параметры генератора потребителя с сетью, приборы учёта должны теперь работать «в обе стороны», а система управления должна санкционировать подачу энергии в сеть. Сложность ещё и в том, что имеется не один мощный генератор (или группа генераторов, согласованных между собой общим управлением), а большое количество разрозненных генераторов разных моделей и даже принципов действия.

Автоматизация подстанции. Позиционирование продуктов Cisco: коммутаторы CGS 2500 Series, IE 3000 Series и роутер CGR2000 Series.

Даже обычные коммутаторы и маршрутизаторы применять для управления энергосетями проблематично: всё же условия работы в офисе или ЦОДе отличаются от работы в полевых условиях. К тому же в энергетике принято монтировать оборудование и на DIN-рейку, а не только в стандартный 19-дюймовый шкаф. Мелочь – но это необходимое требование. Поэтому на базе аппаратуры офисного исполнения были разработаны коммутаторы CGS 2500 Series, IE 3000 Series и роутер CGR2000 Series.

Расположение оборудования на удалённых подстанциях, предъявляет повышенные требования как к надёжности работы (это выражается в том числе и в отсутствии вентиляторов), так и к температурным перепадам. Требования, надо сказать, трудно совместимые, но они объективны и их тоже надо выполнять. Гарантируется работа устройств и течение 10 часов при температуре 65 градусов. Особое значение для таких устройств имеет и минимизация количества проводов, поэтому в решениях Cisco Smart Grid широко применяется подача питания по витой паре Power over Ethernet (PoE). Необходимо обеспечить контроль физического доступа – бывает, что на много километров никого нет, и надо проконтролировать, чтобы доступ в помещение имели только люди, получившие наряд на работу. Здесь же камеры видеонаблюдения, беспроводная сеть, IP-телефония – все стандартные компоненты любой современной автоматизации и информатизации. Важно и то, что при возникновении проблем с обеспечением энергии такая система позволит подавать сигналы о максимальном снижении потребления или отключении тех устройств, которые объявлены некритичными (например, стиральные или посудомоечные машины).

Разумеется, все эти функции можно получить только от мультисервисной сети, что довольно близко к унифицированным коммуникациям, продвигаемым Cisco. Да и работать на объекте лучше, ощущая плечо коллеги, поэтому в Smart Grid будут задействованы и средства совместной работы, и решения по видеоконференциям.

Устройства для конечного потребителя также присутствуют в номенклатуре Cisco – это розетки с дистанционным управлением и панели управления домашней электросетью. Задача домашнего контроллера: связаться с энергетической компанией, получить правила и рекомендации по потреблению электроэнергии. В первую очередь – это тарифы на каждый период времени, предельная потребляемая мощность, границы штрафов за превышение потребляемой мощности (обратите внимание – уже не перерасход энергии, мониторинг ведётся в реальном времени).

Фото: Владислав Бояров.

Фото: Владислав Бояров.

Подводя итог, скажу, что Smart Grid очень хорошая технология, но это следующий шаг. Первый шаг для многих – выключать свет в опустевшей комнате.

Intel: архитектурные неизлишества… с хвостиком

Intel: архитектурные неизлишества… с хвостиком. Статья Владислава Боярова

16-я ежегодная конференция «КОСС Плюс» – возраст зрелости

16-я ежегодная конференция «КОСС Плюс» – возраст зрелости. Статья Владислава Боярова